JP4517727B2 - オーディオ・ビデオアンプ - Google Patents

Description

この発明は、オーディオ・ビデオソースを再生したときの映像と音声のずれをキャンセルできるオーディオ・ビデオアンプに関する。

高品位テレビ放送やホームシアターシステムの普及に伴ってＰＤＰ（プラズマディスプレイ）やＤＬＰ（マイクロミラープロジェクタ）などの大型ディスプレイ装置が実用化されている。しかし、このような大型ディスプレイは、入力されたビデオ信号をドットマトリクスに離散化するなどの処理が必要であるため、ビデオ信号を入力してからこれを実際に画面に表示するまでの遅れ（表示ディレイ時間）が大きく、１〜２フレーム（１／３０〜１／１５秒）程度の遅れが生じていた。

一方、オーディオ信号も圧縮されたデジタル信号を伸長してアナログに変換するなど処理に一定の時間を要するが、上記の映像表示のための時間遅れほど大きくはなく、映像と音声をそのまま再生したのでは、映像の遅れが大きいため、映像と音声がずれてしまうという問題点があった。

一方、オーディオ・ビデオ信号の処理装置における処理時間のずれを検出する技術が提案されている（たとえば特許文献１）。この特許文献１の技術は、輝度変化と音量の変化が同時に発生するオーディオ・ビデオ信号を入力して、それぞれ別系統で処理し、処理を終えて出力されたオーディオ信号の音量変化のタイミングとビデオ信号の輝度変化のタイミングのずれを測定することによって、上記処理時間のずれを測定しようとするものである。
特開平１０−２８５４８３号公報

上記のように伝送路（信号処理回路）におけるビデオ信号の処理時間とオーディオ信号の処理時間のずれを検出する技術は特許文献１に開示されているが、この文献は測定技術を開示するのみであり、これを自動測定して、その補正を自動的に行うことが開示されていないため、一般のユーザが使用するオーディオ・ビデオアンプに適用することができなかった。

この発明は、表示ディレイ時間を自動測定して、これを補正することができるオーディオ・ビデオアンプを提供することを目的とする。

この発明は、オーディオ・ビデオ信号を入力し、入力したオーディオ信号を再生するとともに、ビデオ信号を映像再生装置に出力するオーディオ・ビデオアンプであって、前記入力したオーディオ信号を再生処理するとともに、該オーディオ信号の種類または内容の変化を検出するオーディオ処理部と、前記映像表示装置が表示する映像の変化を検出するセンサと、前記オーディオ処理部がオーディオ信号の種別または内容の変化を検出したのち、前記センサが、前記映像表示装置が表示する映像の変化を検出するまでの時間を映像のディレイ時間として検出し、これに対応してオーディオ信号の再生をディレイさせる時間であるオーディオディレイ時間を算出し、このオーディオディレイ時間を前記オーディオ処理部に設定する制御部と、を備えたことを特徴とする。

上記発明において、映像の変化としては、たとえば輝度を変化させればよい。この場合には、センサとして、フォトトランジスタなどの明るさを検出するセンサを映像表示装置の画面の近傍に設ければよい。また、色の変化などでもよい。オーディオ信号の種別は、オーディオ信号のフォーマットなどであり、たとえばＰＣＭ、ＤＴＳ（商標）、ドルビー（商標）などである。また、オーディオ信号の内容の変化は、無音状態から一定の音量レベルへの変化や第１の周波数から第２の周波数への周波数変化などである。

上記発明において、外部からビデオ信号（テスト映像）を入力するとき同時にオーディオ信号を入力するのは、一般的なＡＶアンプにおいて、ビデオ信号はアナログ信号（たとえばコンポーネント信号）で入力されるため、その内容の変化を検出しようとすれば特別の処理回路が必要になるのに対して、オーディオ信号はデジタル信号として入力されるため、デジタル信号処理回路が元々有している機能で信号の種別等を検出することができ、検出が容易であるためである。

以上のようにこの発明によれば、ビデオ信号が再生されてからその映像が実際に表示されるまでのディレイ時間を検出することができ、さらに、このディレイ時間によるずれを解消するためにオーディオ信号を遅らせるようにオーディオディレイ時間を自動設定することができるため、表示ディレイ時間の長い映像表示装置を用いても映像と音声が一致した再生をすることができる。

図１はこの発明の実施形態であるＡＶ（オーディオ・ビデオ）アンプのブロック図である。図２は同ＡＶアンプのオーディオ信号処理部の構成図である。
このＡＶアンプ１は、複数（４つ）のオーディオ入力端子２２、ビデオ入力端子２３を備え、オーディオセレクタ１２およびビデオセレクタ１６によってそのいずれか１つが選択される。オーディオセレクタ１２、ビデオセレクタ１６は、制御部１０によって連動して切り換えられる。

オーディオ入力端子２２およびビデオ入力端子２３には、ＤＶＤプレーヤなどの映像再生装置４が接続される。

ビデオセレクタ１６で選択されたビデオ信号は、ビデオ出力端子２６を介して映像表示装置２に入力される。映像表示装置２は、たとえばＰＤＰ（プラズマディスプレイ）やＤＬＰ（マイクロミラー）ディスプレイなどである。

なおビデオセレクタ１６には、４つの外部ビデオ入力端子２３の他にテスト映像入力端子２４を内部に有しており、このテスト映像入力端子２４には、テスト映像の映像信号を発生する信号発生ＩＣ２７が接続されている。テスト映像を使用するテストモード時には、ビデオセレクタ１６の入力がテスト映像入力端子２４に切り換えられる。このとき、信号発生ＩＣ２７は、制御部１０の指示によりテスト映像（テスト用のビデオ信号）を発生し、このテスト映像が、ビデオセレクタ１６を介して映像表示装置２に出力される。

なお、図１の実施形態では、ビデオセレクタ１６にテスト映像入力端子２４を設け、このテスト映像入力端子に信号発生ＩＣ２７を接続しているが、ビデオセレクタ１６の出力側に信号発生ＩＣ２７を接続し、信号発生ＩＣ２７は、通常は、入力されてきた映像信号をスルーし、テストモード時には、ビデオセレクタ１６からの信号を遮断して自己が発生したテスト映像を映像表示装置側に出力するようにしてもよい。

ここで、テストモードとは、映像表示装置２にビデオ信号を入力したのち、その映像が実際に表示されるまでの時間差（表示ディレイ時間）を測定するモードである。この測定には、制御部１０が再生するテスト映像を用いる第１のテストモード、および、ビデオ入力端子２３を介して外部（映像再生装置４）から入力されたビデオ信号を用いる第２のテストモードがある。利用者による所定操作により、この第１のテストモードまたは第２のテストモードがセットされる。

オーディオセレクタ１２で選択されたオーディオ信号は、オーディオ信号処理部１３に入力される。オーディオ信号処理部１３は、図２に示すような構成になっている。ＤＩＲ（デジタル・インタフェース・レシーバ）３０は、オーディオ信号の入力を制御するとともに、入力されたオーディオ信号の種別（ＰＣＭ、ＤＴＳ、ドルビーなど）を検出する。検出されたオーディオ信号の種別は、制御部１０に伝達される。

デコーダ３１は、入力されたオーディオ信号をリニアなＰＣＭ信号に変換する。また、デコーダ３１は、バッファメモリ３２を有し、入力されたオーディオ信号を一旦バッファメモリ３２にバッファして上記デコード処理を実行する。バッファメモリ３２にどれだけのオーディオ信号をバッファするかにより、オーディオ信号のディレイ時間が決定される。このＡＶアンプでは、このバッファ量を制御することで、実際に表示される映像と実際に出力される音声の同期をとるようにしている。バッファ量は制御部１０が決定して、デコーダ３１に指示する。デコードされたオーディオ信号は、ポストプロセッサ３３によって残響等の効果が付与される。

図２ではバッファメモリ３２をデコーダ３１に接続しているが、ＤＩＲ３０またはポストプロセッサ３３に接続する構成としてもよい。また、バッファメモリをデコーダ３１またはポストプロセッサの内部メモリとして構成するようにしてもよい。

ポストプロセッサ３３によって効果を付与されたオーディオ信号は、次段のＤ／Ａコンバータ１４に出力される。Ｄ／Ａコンバータ１４によってアナログ信号に変換されたオーディオ信号は、アンプ１５によって増幅され、スピーカ端子２５を介してスピーカ３に出力される。アンプ１５は電子ボリウムを内蔵しており、制御部１０から入力されるボリウム制御信号に基づいてオーディオ信号の音量を制御する。

制御部１０は、メモリ１１を有するマイコンで構成されている。メモリ１１には、このＡＶアンプ１の動作を制御するためのプログラムのほか、後述するテスト映像データ１１０およびオーディオ信号の種別毎のデコード処理時間１１１などが記憶されている。テスト映像データは、たとえば、真っ黒から真っ白に変化するような画面に明確な輝度変化が生じるような映像であり、デジタル映像データとして記憶してもよく、画面に文字などを表示するためのＯＳＤ（オン・スクリーン・ディスプレイ）制御データとして記憶しておいてもよい。

また、メモリ１１には、映像表示装置２の表示ディレイ時間およびこの表示ディレイ時間から上記デコード処理時間を引いて算出したオーディオ信号の種別毎のオーディオディレイ制御時間を記憶するディレイ時間記憶エリア１１２も設定されている。

制御部１０は、そのときオーディオ信号の種別に対応したオーディオディレイ制御時間をデコーダ３１に指示する。デコーダ３１は、指示されたオーディオディレイ制御時間分のデータをバッファメモリ３２にバッファする。これにより、オーディオ信号は、オーディオディレイ制御時間（バッファ量）＋デコード処理時間、すなわち表示ディレイ時間だけ遅れることになり、表示の遅れと音声の遅れが一致して同期がとれることになる。

制御部１０には、前記オーディオセレクタ１２、ビデオセレクタ１６、オーディオ信号処理部１３、アンプ１５のほか、操作部１７、表示部１８、および、センサ接続端子２１を介して光センサ２０が接続されている。操作部１７は、アンプの電源をオン／オフする電源スイッチのほか、ＡＶソースを切り換えるセレクトスイッチ、ボリウムを調整するためのボリウムスイッチ、および、通常動作モードと（第１、第２の）テストモードとを切り換えるためのモード切換スイッチ１７０等を含んでいる。また、表示部１８は、現在選択されているＡＶソース、ボリウム値、モードなどが表示される。

前記モード切換スイッチ１７０は、たとえばボタンスイッチ等で構成すればよい。この場合、制御部１０は、ボタンがオンされる毎に、通常モード→第１のテストモード→第２のテストモード→通常モードの順にモードを切り換えるように動作するようにすればよい。

光センサ２０は、映像表示装置２に向けて設けられており、映像表示装置２の表示画面の少なくとも輝度の変化を検出する機能を有するセンサである。光センサ２０の検出値は、センサ端子２１を介して制御部１０に入力される。

図３、図４はテストモード時の動作を示すフローチャートである。図３（Ａ）は第１のテストモード時の動作、図４は第２のテストモード時の動作を示している。また、図３（Ｂ）は、テストモードによって算出されたオーディオディレイ制御時間をデコーダ３１に設定する動作を示している。

まず、図３（Ａ）において、第１のテストモードでは、メモリ１１に記憶しているテスト映像データ１１０を再生する（ｓ１）とともに、同時にタイマをスタートする（ｓ２）。このタイマは制御部１０が内部クロックで時間をカウントするソフトタイマを用いる。こののち、光センサ２０を監視し、光センサ２０が映像表示装置２の画面の輝度変化を検出したとき（ｓ３）、タイマをストップする（ｓ４）。このタイマのカウント値が映像表示装置２の表示ディレイ時間である。この測定された表示ディレイ時間からオーディオ信号のデコード処理時間を差し引いてオーディオディレイ制御時間を算出する（ｓ５）。このオーディオディレイ制御時間は、オーディオ信号の種別毎に算出する。測定された表示ディレイ時間および算出されたオーディオディレイ制御時間をディレイ時間記憶エリア１１２に記憶する（ｓ６）。

そして、オーディオ信号処理部１３のデコーダ３１にこのオーディオディレイ制御時間を設定する（ｓ７）。上記のようにオーディオディレイ制御時間は、オーディオ信号の種別毎に異なるが、ここでは代表的なオーディオ信号の種別（たとえばＤＴＳ）のオーディオディレイ制御時間を設定すればよい。

同図（Ｂ）は、通常モードにおいて、外部からＡＶソースが入力されたときの動作を示すフローチャートである。オーディオ信号が入力されると（ｓ１０）、ＤＩＲ（デジタルインタフェースレシーバ）３０がそのオーディオ信号の種別を検出する（ｓ１１）。この種別はＤＩＲ３０（オーディオ信号処理部１３）から制御部１０に伝達される。制御部１０は、この種別に対応するオーディオディレイ制御時間をディレイ時間記憶エリア１１２から読み出し（ｓ１２）、このオーディオディレイ制御時間をオーディオ信号処理部１３のデコーダ３１に設定する（ｓ１３）。デコーダ１３は、オーディオ信号をデコードするために必要な時間に加えてこの設定されたオーディオディレイ制御時間だけ遅らせてオーディオ信号を出力し、映像と音声のタイミングを一致させる。

図４の第２のテストモードの動作において、テスト映像は、ＤＶＤプレーヤなどの映像再生装置４が、テストモード専用のメディア（ＤＶＤディスクなど）を再生することで発生する。このテストモード専用映像は、画面全体が真っ黒から真っ白に突然変化するなど明確な輝度変化がある映像であり、ビデオ信号の輝度変化のタイミングに同期してオーディオ信号の種別または内容が変化するものである。オーディオ信号の種別（ＰＣＭ、ＤＴＳ、ドルビーなど）が変化すると、オーディオ信号処理部１３のＤＩＲ３０がこれを即座に検出して制御部３０に通知するため、この検出タイミングをテスト映像発生のタイミングとすることができる。また、音量値などのオーディオ信号の内容が変化した場合もデコーダ３１でこれを監視することによってこれを検出することができる。

テスト用のオーディオ・ビデオ信号が入力されると（ｓ２１）、オーディオ信号の種別または内容が変化するのを監視する（ｓ２２）。オーディオ信号の種別または内容が変化すると（ｓ２２）、同期して入力されているビデオ信号の輝度が変化したタイミングであるとしてタイマをスタートする（ｓ２３）。こののち、光センサ２０を監視し、光センサ２０が映像表示装置２の画面の輝度変化を検出したとき（ｓ２４）、タイマをストップする（ｓ２５）。このタイマのカウント値が映像表示装置２の表示ディレイ時間である。この測定された表示ディレイ時間からオーディオ信号のデコード処理時間を差し引いてオーディオディレイ制御時間を算出する（ｓ２６）。このオーディオディレイ制御時間は、オーディオ信号の種別毎に算出する。測定された表示ディレイ時間および算出されたオーディオディレイ制御時間をディレイ時間記憶エリア１１２に記憶する（ｓ２７）。

そして、オーディオ信号処理部１３のデコーダ３１にこのオーディオディレイ制御時間を設定する（ｓ２８）。上記のようにオーディオディレイ制御時間は、オーディオ信号の種別毎に異なるが、制御部１０に映像の種別ごとのディレイ制御時間の差分を予め記憶しておくことにより、１種類の信号（たとえばＤＴＳ）のオーディオディレイ制御時間を算出することで他の映像種別のディレイ制御時間を決定することができる。

図４の第２のテストモードにおいて、専用のメディアを映像再生装置４に再生させるようにしているが、一般の（映画等が記録されている）メディアを再生して表示ディレイ時間の測定を行うようにしてもよい。

第２のテストモードでオーディオ信号をトリガとしてずれを測定することにより、映像表示装置２の表示ディレイと映像再生装置４が出力するビデオ信号とオーディオ信号の時間ずれの両方を考慮した表示オーディオ時間を測定することができる。

なお、上記実施形態では、表示ディレイ時間からデコード処理時間を差し引いてオーディオディレイ制御時間を算出しているが、表示ディレイ時間に比べてデコード処理時間は十分に短いため、この演算を行わずに表示ディレイ時間をそのままオーディオディレイ制御時間として設定することも可能である。

この発明の実施形態であるＡＶアンプのブロック図 同ＡＶアンプのオーディオ信号処理部のブロック図 同ＡＶアンプの動作を示すフローチャート 同ＡＶアンプの動作を示すフローチャート

符号の説明

１…ＡＶアンプ
２…映像表示装置
４…映像再生装置（ＤＶＤプレーヤ）
１０…制御部
１１…メモリ
１１０…テスト映像記憶エリア
１１１…デコード処理時間記憶エリア
１１２…ディレイ時間記憶エリア
１３…オーディオ信号処理部
３０…ＤＩＲ（デジタル・インタフェース・レシーバ）
３１…デコーダ
３２…バッファメモリ
１６…ビデオセレクタ
２０…光センサ
２４…テスト映像入力端子
１７０…モード切換スイッチ

Claims (1)

1. オーディオ・ビデオ信号を入力し、入力したオーディオ信号を再生するとともに、ビデオ信号を映像再生装置に出力するオーディオ・ビデオアンプであって、
   前記入力したオーディオ信号を再生処理するとともに、該オーディオ信号の種類または内容の変化を検出するオーディオ処理部と、
   前記映像表示装置が表示する映像の変化を検出するセンサと、
   前記オーディオ処理部がオーディオ信号の種類または内容の変化を検出したのち、前記センサが、前記映像表示装置が表示する映像の変化を検出するまでの時間を映像のディレイ時間として検出し、これに対応してオーディオ信号の再生をディレイさせる時間であるオーディオディレイ時間を算出し、このオーディオディレイ時間を前記オーディオ処理部に設定する制御部と、
   を備えたオーディオ・ビデオアンプ。

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